Как гидра защищается и добывает пищу. Размножение гидры: описание, особенности
В Европе живет минимум пять видов гидр, в том числе Hydra vulgaris (гидра бурая или обыкновенная) и Hydra Viridissima (зеленая гидра). Первые описания дал натуралист А. Левенгук. Морская вода предпочтительнее для большинства видов, но пресноводная гидра предпочитает пруды, озера и реки. Гидры обитают в водоемах с минимальным течением. Они прикрепляются к камням, растениям или дну.Важно! Животные эти светолюбивы и стремятся к солнцу, выползая на камни ближе к берегу.
Строение пресноводной гидры
Тело животного имеет форму радиально-симметричной трубки: спереди расположено отверстие, которое она используется как рот, оно окружено венчиком из 5-12 щупалец. Каждое “укутано” в узкоспециализированные язвительные клетки. При контакте с жертвой они вырабатывают нейротоксины, выполняя функции добывания пищи. Под ними есть маленькое сужение - шейка. Она разделяет голову и туловище. Задний конец животного сужается в ножку, который также называют “стебельком”. Она заканчивается подошвой (базальным диском). Ножка служит опорой для тела, с ее помощью гидра может прикрепляться к другим поверхностям. На базальной подошве имеются сальниковые клетки, которые выделяют липкую жидкость. Для передвижения животное приклеивается к соседней опоре щупальцами и отпускает ножку, переставляя ее дальше, и так пока не доберется до цели. Также она может скользить на базальном диске или недолго плавать.Важно! Если гидра поела, длина ее тела будет около 5-8 мм, а если нет - намного длиннее. Поэтому детально ее можно рассмотреть только под микроскопом.Тело гидры состоит из 2-х слоев клеток :
- эктодермы;
- энтодермы .
Важно! Дыхание и выделение продуктов обмена веществ проходят у гидры по всей поверхности тела. Поступление кислорода осуществляется через кожу.Гидра имеет несколько простых рефлексов. Она может реагировать на механические воздействия, температуру, свет, химические соединения и другие раздражители.
Клеточный состав тела
В состав входит шесть видов клеток, выполняющих отдельные функции:- Эпителиально-мускульные . Обеспечивают способность двигаться.
- Железистые . Вырабатывают ферменты, необходимые для пищеварения.
- Интерстициальные . Промежуточный тип. Они могут становиться клетками других видов при необходимости.
- Нервные . Отвечают за рефлексы. Они есть по всему телу, соединяясь в сеть.
- Стрекательные . Содержат парализующее вещество. Существуют для защиты и питания.
- Половые . Почти все гидры раздельнополые, но есть и гермафродитные особи. И яйцеклетки, и сперматозодиы образуются из i-клеток.
Питание гидры пресноводной
Гидра - хищное животное. Она ест небольших рачков (циклопов, дафний), а также питается , личинками комара, маленькими червячками. Охоту гидра ведер достаточно интересно: она свисает головой вниз и раскидывает щупальца. При этом ее тело очень медленно качается по кругу. Когда жертва попадает в щупальца, стрекательные клетки поражают ее и обездвиживают. Гидра поднимает ее щупальцами ко рту и поглощает.Важно! Гидра способна поглотить жертву, которая больше ее по габаритам, за счет значительно растягиваемых стенок тела.
Способы размножения
Гидра умеет размножаться как почкованием, так и половым путем. Если условия жизни хорошие, животное выберет бесполый путь. Процесс почкования этого животного проходит очень быстро, если особь хорошо питается. Рост почки от размеров небольшого бугорка до полноценной особи, которая сидит на теле матери, проходит за несколько суток. При этом, даже если на теле матери есть неотделившаяся новая гидра, могут образовываться новые почки. Половой способ обычно проходит осенью, если вода становится холоднее. На поверхности тела формируются характерные вздутия - половые железы с яйцеклетками. Мужские половые клетки просто плавают в воде, а затем проникают к яйцеклеткам, и происходит оплодотворение. После того, как образовываются яйца, гидра умирает, а они спускаются на дно и зимуют. Весной они продолжают развиваться и вырастают.
Гидра биология описаниевнутреннее строение фото образ жизни питание размножение зашита от врагов
Латинское название Hydrida
Для характеристики строения гидроидного полипа можно воспользоваться в качестве примера пресноводными гидрами, сохраняющими весьма примитивные черты организации.
Внешнее и внутреннее строение
Гидры имеют удлиненное, мешковидное тело, способное довольно сильно вытягиваться и сжиматься почти в шаровидныи комочек. На одном конце помещается рот; этот конец называется ротовым или оральным полюсом. Рот расположен на небольшом возвышении - ротовом конусе, окруженном щупальцами, способными очень сильно вытягиваться и укорачиваться. В вытянутом состоянии щупальца в несколько раз превышают длину тела гидры. Количество щупалец различно: их может быть от 5 до 8, а у некоторых гидр и больше. У гидры различают центральный желудочный, несколько более расширенный отдел, переходящий в суженный стебелек, оканчивающийся подошвой. При помощи подошвы гидра прикрепляется к стеблям и листьям водных растений. Подошва расположена на конце тела, который называется аборальным полюсом (противоположным ротовому, или оральному).
Стенка тела гидры состоит из двух слоев клеток - эктодермы и энтодермы, разделенных тонкой базальной перепонкой, и ограничивает единственную полость - гастральную, открывающуюся наружу ротовым отверстием.
У гидр и других гидроидных эктодерма соприкасается с энтодермой по самому краю ротового отверстия. У пресноводных гидр гастральная полость продолжается и в полые внутри щупальца, а их стенки также образованы эктодермой и энтодермой.
Эктодерма и энтодерма гидры состоят из большого числа клеток различных типов. Главную массу клеток как эктодермы, так и энтодермы составляют эпителиально-мускульные клетки. Их наружная цилиндрическая часть похожа на обычные эпителиальные клетки, а основание, прилегающее к базальной перепонке, вытянуто веретенообразно и представляет собой два сократимых мускульных отростка. В эктодерме сократимые мускульные отростки этих клеток вытянуты в направлении продольной оси тела гидры. Их сокращения обусловливают укорочение тела и щупалец. В энтодерме мускульные отростки вытянуты в кольцевом направлении, поперек оси тела. Их сокращение оказывает противоположное действие: тело гидры и ее щупальца сужаются и одновременно удлиняются. Таким образом, мускульные волокна эпителиально-мускульных клеток эктодермы и энтодермы, противоположные по своему действию, составляют всю мускулатуру гидры.
Среди эпителиально-мускульных клеток расположены или поодиночке, или, чаще, группами различные стрекательные клетки. У одного и того же вида гидр, как правило, имеется несколько типов стрекательных клеток, выполняющих различные функции.
Наиболее интересны стрекательные клетки, обладающие крапивными свойствами, называемые пенетрантами. Эти клетки выбрасывают при раздражении длинную нить, которая вонзается в тело добычи. Стрекательные клетки обычно грушевидной формы. Внутри клетки помещается стрекательная капсула, прикрытая сверху крышечкой. Стенка капсулы продолжается внутрь, образуя шейку, которая переходит далее в полую нить, свернутую в спираль и замкнутую на конце. У места перехода шейки в нить внутри расположены три шипика, сложенные вместе и образующие стилет. Кроме того, шейка и стрекательная нить усажены изнутри мелкими шипиками. На поверхности стрекательной клетки расположен особый чувствительный волосок - книдоциль, при малейшем раздражении которого происходит выбрасывание стрекательной нити. Сначала открывается крышечка, вывертывается шейка, и стилет вонзается в покров жертвы, причем шипы, составляющие стилет, раздвигаются и расширяют отверстие. Сквозь это отверстие вывертывающаяся нить вонзается в тело. Внутри стрекательной капсулы содержатся вещества, обладающие крапивными свойствами и парализующие или убивающие добычу. Раз выстрелившая стрекательная нить не может быть вновь использована гидроидом. Такие клетки обычно погибают и заменяются новыми.
Другого рода стрекательные клетки гидр - вольвенты. Они не обладают крапивными свойствами, и выбрасываемые ими нити служат для удержания добычи. Они обвиваются вокруг волосков и щетинок ракообразных и т. п. Третья группа стрекательных клеток - это глютинанты. Они выбрасывают клейкие нити. Эти клетки имеют значение как при удержании добычи, так и при передвижении гидры. Стрекательные клетки обычно, особенно на щупальцах, расположены группами- «батареями».
В эктодерме находятся маленькие недифференцированные клетки, так называемые интерстициальные, за счет которых развиваются многие типы клеток, главным образом стрекательные и половые. Интерстициальные клетки расположены часто группами у основания эпителиально-мускульных клеток.
Восприятие раздражений у гидры связано с наличием в эктодерме чувствительных клеток, служащих рецепторами. Это узкие, высокие клеточки, имеющие на внешней стороне волосок. Глубже, в эктодерме, ближе к основанию кожно-мускульных клеток, расположены нервные клетки, снабженные отростками, при помощи которых они контактируют друг с другом, а также с рецепторными клетками и сократимыми волокнами кожно-мускульных клеток. Нервные клетки расположены в глубине эктодермы разбросанно, образуя своими отростками сплетение в виде сеточки, причем это сплетение гуще на околоротовом конусе, у основания щупалец и на подошве.
В эктодерме расположены также железистые клетки, выделяющие клейкие вещества. Они концентрируются на подошве и на щупальцах, помогая гидре временно прикрепляться к субстрату.
Таким образом, в эктодерме гидры имеются клетки следующих типов: эпителиально-мускульные, стрекательные, интерстициальные, нервные, чувствительные, железистые.
Энтодерма обладает меньшей дифференцировкой клеточных элементов. Если основные функции эктодермы защитная и двигательная, то основная функция энтодермы пищеварительная. В соответствии с этим большая часть клеток энтодермы состоит из эпителиально-мускульных клеток. Эти клетки снабжены 2-5 жгутиками (чаще двумя), а также способны образовывать на поверхности псевдоподии, захватывать ими, а за-тем переваривать частицы пищи. Кроме этих клеток, в энтодерме имеются особые железистые клетки, выделяющие пищеварительные ферменты. В энтодерме имеются также нервные и чувствительные клетки, но в значительно меньшем количестве, чем в эктодерме.
Таким образом, в энтодерме также представлено несколько типов клеток: эпителиально-мускульные, железистые, нервные, чувствительные.
Гидры не все время остаются прикрепленными к субстрату, они могут передвигаться с одного места на другое весьма своеобразно. Чаще всего гидры передвигаются «шагая», подобно гусеницам бабочек-пядениц: гидра наклоняется оральным полюсом к предмету, на котором сидит, прилипает к нему щупальцами, затем подошва отрывается от субстрата, подтягивается к оральному концу и снова прикрепляется. Иногда гидра, прикрепившись к субстрату щупальцами, поднимает стебелек с подошвой вверх и сразу заносит его на противоположную сторону, как бы «кувыркаясь».
Гидра Питание
Гидры - хищники, питаются они подчас довольно крупной добычей: рачками, личинками насекомых, червями и т. п. При помощи стрекательных клеток они захватывают, парализуют и убивают добычу. Затем жертва щупальцами подтягивается к сильно растяжимому ротовому отверстию и продвигается в гастральную полость. При этом желудочный отдел тела сильно раздувается.
Переваривание пищи у гидры, в отличие от губок, лишь частично происходит внутриклеточно. Это связано с переходом к хищничеству и захватыванием довольно крупной добычи. В гастральную полость выделяется секрет железистых клеток энтодермы, под влиянием которого пища размягчается и превращается в кашицу. Затем мелкие частицы пищи захватываются пищеварительными клетками энтодермы, и процесс пищеварения завершается внутриклеточно. Так у гидроидных впервые возникает внутриклеточное или полостное пищеварение,котороепроисходит одновременно с более примитивным внутриклеточным.
Защита от врагов
Крапивные клетки гидры не только поражают добычу, но и защищают гидру от врагов, причиняя ожоги нападающим на нее хищникам. И все же есть такие животные, которые питаются гидрами. Таковы, например, некоторые ресничные черви и особенно Microstomum lineare, некоторые брюхоногие моллюски (прудовики), личинки комара Corethra и др.
Способность к регенерации у гидры очень велика. Опыты, проведенные Трамбле еще в 1740 г., показали, что кусочки тела гидры, разрезанной на несколько десятков частей, регенерируют в целую гидру. Впрочем, высокая регенерационная способность свойственна не только гидрам, но и многим другим кишечнополостным.
Размножение
Гидры размножаются двумя способами - бесполым и половым.
Бесполое размножение гидр происходит путем почкования. В природных условиях почкование гидр происходит в течение всего летнего периода. В лабораторных условиях почкование гидр наблюдается при достаточно интенсивном питании и температуре 16-20° С. На теле гидры образуются небольшие вздутия - почки, представляющие собой выпячивание наружу эктодермы и энтодермы. В них за счет размножающихся клеток происходит дальнейший рост эктодермы и энтодермы. Почка увеличивается в размерах, ее полость сообщается с гастральной полостью материнской особи. На свободном, внешнем конце почки, наконец, образуются щупальца и ротовое отверстие.
Вскоре оформившаяся молодая гидра отделяется от материнской особи.
Половое размножение гидр в природе наблюдается обычно осенью, а в лабораторных условиях его можно наблюдать при недостаточном питании и понижении температуры ниже 15-16° С. Одни гидры раздельнополы (Реlmatohydra oligactis), другие гермафродиты (Chlorohydra viridissima).
Половые железы - гонады - возникают у гидр в виде бугорков в эктодерме. У гермафродитных форм мужские и женские гонады образуются в различных местах. Семенники развиваются ближе к оральному полюсу, а яичники - ближе к аборальному. В семенниках образуется большое количество подвижных сперматозоидов. В женской гонаде созревает только одно яйцо. У гермафродитных форм созревание сперматозоидов по времени предшествует созреванию яиц, чем обеспечивается перекрестное оплодотворение и исключается возможность самооплодотворения. Яйца оплодотворяются в теле материнской особи. Оплодотворенное яйцо одевается оболочкой и в таком состоянии зимует. Гидры после развития половых продуктов, как правило, погибают, а весной из яиц выходит новое поколение гидр.
Таким образом, у пресноводных гидр в природных условиях происходит сезонная смена форм размножения: в течение всего лета гидры интенсивно почкуются, а осенью (для средней полосы России - во второй половине августа), с понижением температуры в водоемах и уменьшением количества корма, они перестают размножаться почкованием и переходят к половому размножению. Зимой гидры погибают, и перезимовывают только оплодотворенные яйца, из которых весной выходят молодые гидры.
К отряду гидр относится также пресноводный полип Polipodium hydriforme. Ранние стадии развития этого полипа проходят в икринках стерлядей и наносят им большой вред. В наших водоемах встречается несколько видов гидр: стебельчатая гидра (Pelmatohydra oligactis), обыкновенная гидра (Hydra vulgaris), зеленая гидра (Chlorohydra viridissima) и некоторые другие.
Гидра - простейший организм из отряда Кишечнополостные. Практически в каждом водоеме обитает этот пресноводный полип. Он представляет собой полупрозрачное студенистое тело, похожее на самостоятельно передвигающийся желудок, где у гидры происходит переваривание пищи.
Как питается гидра
Размер этого простейшего организма редко превышает 2 см. Внешне гидра напоминает слизистую трубочку зеленоватого или бурого окраса. Цвет ее зависит от съеденной пищи. Одним концом тела она прикрепляется к растениям, камням или корягам, находящимся в воде, другим ловит добычу. В основном ею являются мелкие беспозвоночные - дафнии, циклопы, олигохеты-наидиды. Иногда пищей служат и мелкие рачки, а также мальки рыб.
Ротовое отверстие гидры окружено щупальцами, которых насчитывается от шести до двадцати штук. Они находятся в постоянном движении. Как только жертва прикасается к ним, расположенные в щупальцах, немедленно выбрасывают остроконечную нить, содержащую яд. Вонзаясь в приблизившееся животное, она парализует его и, подтягивая щупальцами, подносит ко рту. При этом создается впечатление, что тело ее как бы надевается на жертву, оказывающуюся таким образом в кишечнике, где начинается переваривание пищи у гидры. Стрекательная капсула с ядом может использоваться лишь единожды, после чего она замещается новой.
Строение пищеварительной системы
Тело гидры очень похоже на двухслойный мешок, которого носит название эктодерма, а внутренний - энтодерма. Между ними находится бесструктурное вещество, именуемое мезоглеей.
Состав внутреннего слоя, где у гидры происходит переваривание пищи, представляют в основном железистые и пищеварительные клетки. Первые выделяют в кишечную полость пищеварительный сок, под действием которого съеденный корм разжижается и распадается на мелкие частички. Другие клетки внутреннего слоя захватывают эти кусочки и втягивают их внутрь.
Таким образом, процесс пищеварения начинается в кишечной полости, а заканчивается внутри клеток энтодермы. Все остатки пищи, которые не удалось переварить, выбрасываются наружу через рот.
Как происходит у гидры
Пищеварительные клетки внутреннего слоя имеют на конце от 1 до 3 жгутиков, с помощью которых мелкие частицы пищи втягиваются внутрь и перевариваются. Отсутствие транспортной системы в организме гидры усложняет задачу обеспечения клеток эктодермы питательными веществами, учитывая, что мезоглея достаточно плотная. Проблема эта решается благодаря имеющимся выростам на клетках обоих слоев. Они пересекают соединяясь через щелевые контакты. Органические молекулы в виде аминокислот и моносахаридов, проходя по ним, обеспечивают питание эктодермы.
Когда там, где у гидры происходит переваривание пищи, остаются отходы клеточного обмена, она сжимается, в результате чего происходит опорожнение.
В озерах, речках или прудах с чистой, прозрачной водой, на корнях ряски, стеблях и листьях других водных растений часто встречаются прикрепленные животные, похожие на растрепанную бечевку. Это Гидры . Внешне Гидры выглядят как небольшие полупрозрачные буроватые или зеленоватые стебельки, с венчиком щупалец на свободном конце тела. Гидра - пресноводный полип ("полип" означает "многоног").
Гидры – радиальносимметричные животные. Тело их в виде мешка размером от 1 до 3 см (причем тело обычно не превышает в длину 5-7 мм, зато щупальца способны вытягиваться на несколько сантиметров). На одном конце тела находится подошва , служащая для прикрепления к подводным предметам, на противоположном - ротовое отверстие , окруженное длинными щупальцами (5-12 щупалец). В наших водоемах Гидр можно встретить с начала июня до конца сентября.
Образ жизни . Гидры – хищные животные. Они отлавливающие добычу с помощью щупалец, на которых в огромном количестве расположены стрекательные клетки . При прикосновении к щупальцам из капсулы стрекательной клетки "выстреливают" длинные нити , содержащие сильные токсины. Убитые животные подтягиваются щупальцами к ротовому отверстию и заглатываются. Мелких животных Гидра глотает целиком. Если жертва несколько крупнее самой Гидры, она также может ее заглотить. При этом рот хищницы широко раскрывается, а стенки тела сильно растягиваются. Если добыча не помещается в гастральную полость целиком, Гидра заглатывает лишь один ее конец, по мере переваривания проталкивая жертву все глубже и глубже. Через ротовое отверстие удаляются и не переваренные остатки пищи. Предпочитают Гидры дафний (водяных блох), но могут съесть и других рачков, инфузорий, различных личинок насекомых и даже мелких головастиков и мальков. Умеренный суточный рацион - одна дафния.
Гидры обычно ведут неподвижный образ жизни, но могут переползать с места на место, скользя на подошве или кувыркаясь через голову. Перемещаются они всегда в направлении света. При раздражении животные способны сжиматься в комок, что, возможно, помогает им и при дефекации.
Строение тела. Тело Гидры состоит из двух слоев клеток. Это так называемые двухслойные животные. Наружный слой клеток называется эктодермой , а внутренний слой – энтодермой (эндодермой ). Между эктодермой и энтодермой расположен слой бесструктурной массы - мезоглеи . Мезоглея у морских медуз составляет до 80% массы тела, а у Гидры мезоглея не велика и называется опорной пластинкой .
Род Гидра - Hydra
Внутри тела Гидры находится гастральная полость (кишечная полость ), открывающаяся наружу одним единственным отверстием (ротовым отверстием ).
В энтодерме располагаются эпителиально-мускульные и железистые клетки . Эти клетки выстилают кишечную полость. Основная функция энтодермы - пищеварительная. Эпителиально-мускульные клетки при помощи жгутиков, обращенных в кишечную полость, подгоняют пищевые частицы, а с помощью ложноножек захватывают их и втягивают внутрь. В этих клетках пища переваривается. Железистые клетки вырабатывают ферменты, расщепляющие белки. Пищеварительный сок этих клеток попадает в кишечную полость, где также происходят процессы пищеварения. Таким образом, пищеварение у Гидры 2-х видов: внутриполостное (внеклеточное), характерное для остальных многоклеточных животных, и внутриклеточное (характерное для одноклеточных и низших многоклеточных).
В эктодерме у Гидры располагаются эпителиально-мускульные, нервные, стрекательные и промежуточные клетки. Эпителиально-мускульные (покровные) клетки покрывают тело Гидры. Каждая из них имеет вытянутый параллельно поверхности тела длинный отросток, в цитоплазме которого развиты сократительные волоконца . Совокупность таких отростков образует слой мускульных образований. Когда волоконца всех эпителиально-мускульных клеток сокращаются, тело Гидры сжимается. Если сокращаются волоконца только на одной стороне тела, то в эту сторону Гидра и нагибается. Благодаря работе мускульных волоконец Гидра может медленно передвигаться с места на место, поочередно "ступая" то подошвой, то щупальцами.
Стрекательных, или крапивных клеток особенно много в эктодерме щупалец. Внутри этих клеток находится капсула с ядовитой жидкостью и свернутая в спираль трубчатая нить . На поверхности стрекательных клеток имеется чувствительный волосок . Эти клетки служат Гидре оружием нападения и защиты. При прикосновении добычи или врага к чувствительному волоску стрекательная капсула моментально выбрасывает нить наружу. Ядовитая жидкость, попадая в нить, а затем через нить в тело животного, парализует его или убивает. Стрекательные клетки после разового использования погибают и заменяются новыми, образующимися за счет промежуточных клеток.
Промежуточные клетки мелкие, круглые, с большими ядрами и небольшим количеством цитоплазмы. При повреждении тела Гидры, они начинают усиленно расти и делиться. Из промежуточных клеток могут образовываться эпителиально-мускульные, нервные, половые и другие клетки.
Нервные клетки рассеяны под покровными эпителиально-мускульными клетками, и они имеют звездчатую форму. Отростки нервных клеток сообщаются между собой, образуя нервное сплетение, сгущающиеся вокруг рта и на подошве.
Род Гидра - Hydra
Такой тип нервной системы называется диффузным - наиболее примитивным в животном мире. Часть нервных отростков подходит к кожно-мускульным клеткам. Отростки способны воспринимать различные раздражения (свет, тепло, механические воздействия), в результате чего в нервных клетках развивается возбуждение, которое передается по ним ко всем частям тела и животного и вызывает соответствующую ответную реакцию.
Таким образом, у Гидры и прочих Кишечнополостных имеются настоящие ткани , хотя и мало дифференцированные – эктодерма и энтодерма. Появляется нервная система.
Особых органов дыхания у Гидры нет. Растворенный в воде кислород проникает в гидру через всю поверхность тела. Органов выделения у Гидры тоже нет. Конечные продукты обмена веществ выводятся через эктодерму. Органы чувств не развиты. Осязание осуществляется всей поверхностью тела, особенно чувствительны щупальца (чувствительные волоски), выбрасывающие стрекательные нити, убивающие или парализующие добычу.
Размножение. Размножается Гидра как бесполым , так и половым путем. В течение лета она размножается бесполым путем - почкованием . В средней части тела Гидры находится пояс почкования, на котором образуются бугорки (почки ). Почка вырастает, на ее вершине образуется рот и щупальца, после чего почка утончается у основания, отделяется от тела материнской особи и начинает жить самостоятельно. Это напоминает развитие побега растения из почки - отсюда и название этого способа размножения.
Осенью, с приближением холодов в эктодерме Гидры из промежуточных клеток образуются половые клетки - сперматозоиды и яйцеклетки . Стебельчатые Гидры раздельнополы , и оплодотворение у них перекрестное . Яйцевые клетки располагаются ближе к основанию Гидры и похожи на амебу, а сперматозоиды похожи на жгутиковых простейших и развиваются в бугорках, расположенных ближе к ротовому отверстию. Сперматозоид имеет длинный жгутик, с помощью которого он плавает в воде и достигает яйцеклеток, а затем сливается с ними. Оплодотворение происходит внутри тела материнской особи. Оплодотворенное яйцо начинает делиться, покрывается плотной двойной оболочкой, опускается на дно и там зимует. Поздней осенью Гидры погибают. А весной из перезимовавших яиц развивается новое поколение.
Регенерация. При повреждении тела, клетки, расположенные вблизи раны, начинают расти и делиться, и рана быстро зарастает (заживает). Этот процесс называется регенерацией . Регенерация встречается у многих животных, есть она и у человека. Но ни одно животное не может сравниться в этом деле с Гидрой. Возможно, свое название гидра получила именно за это свойство (см. второй подвиг Геракла).
Лернейская гидра (Второй подвиг Геракла)
После первого подвига царь Эврисфей послал Геракла убить лернейскую гидру. Это было чудовище с телом змеи и девятью головами дракона. Жила гидра в болоте около города Лерны и, выползая из своего логовища, уничтожала целые стада и опустошала все окрестности. Борьба с девятиголовой гидрой была опасна потому, что одна из голов ее была бессмертна. Отправился в путь к Лерне Геракл со своим другом Иолаем. Прибыв к болоту у города Лерны, Геракл оставил Иолая с колесницей в близлежащей роще, а сам отправился искать гидру. Он нашел ее в окруженной болотом пещере. Раскалив докрасна свои стрелы, стал Геракл пускать их одну за другой в гидру. В ярость привели гидру стрелы Геракла. Она выползла, извиваясь покрытым блестящей чешуей телом, из мрака пещеры, грозно поднялась на своем громадном хвосте и хотела уже броситься на героя, но наступил ей сын Зевса ногой на туловище и придавил к земле. Своим хвостом гидра обвилась вокруг ног Геракла и силилась свалить его. Как непоколебимая скала, стоял герой и взмахами тяжелой палицы одну за другой сбивал головы гидры. Как вихрь, свистела в воздухе палица; слетали головы гидры, но гидра все-таки была жива. Тут Геракл заметил, что у гидры на месте каждой сбитой головы вырастают две новые. Явилась и помощь гидре. Из болота выполз чудовищный рак и впился своими клешнями в ногу Геракла. Тогда герой призвал на помощь Иолая. Иолай убил чудовищного рака, зажег часть ближней рощи и горящими стволами деревьев прижигал гидре шеи, с которых Геракл сбивал своей палицей головы. Новые головы перестали вырастать у гидры. Все слабее и слабее сопротивлялась она сыну Зевса. Наконец и бессмертная голова слетела у гидры. Чудовищная гидра была побеждена и рухнула мертвой на землю. Глубоко зарыл ее бессмертную голову победитель Геракл и навалил на нее громадную скалу, чтобы не могла она опять выйти на свет.
Если же говорить о настоящей Гидре, то ее способность к регенерации еще более невероятна! Новое животное способно вырасти из 1/200 части Гидры, фактически из кашицы восстанавливается целостный организм. Поэтому регенерацию Гидры часто называют дополнительным способом размножения.
Значение. Гидры - излюбленный объект для изучения процессов регенерации. В природе Гидра является элементом биологического разнообразия. В структуре экосистемы Гидра как хищное животное выступает консументом второго порядка. Самой же Гидрой ни одно животное питаться просто не захочет.
Вопросы для самоконтроля.
Назовите систематическое положение Гидры.
Где обитает Гидра?
Какое строение тела имеет Гидра?
Как питается Гидра?
Как происходит выделение продуктов жизнедеятельности у Гидры?
Как размножается Гидра?
Каково значение Гидры в природе?
Род Гидра - Hydra
Рис. Строение Гидры.
А - продольный разрез (1 - щупальца, 2 - эктодерма, 3 - энтодерма, 4 - гастральная полость, 5 - рот, 6 - семенник, 7 - яичник и развивающаяся зигота).
Б - поперечный разрез (1 - эктодерма, 2 - энтодерма, 3 - гастральная полость, 4, 5 - стрекательные клетки, 6 - нервная клетка, 7 - железистая клетка, 8 - опорная пластинка).
В - нервная система. Г - эпителиально-мышечная клетка. Д - стрекательные клетки (1 - в покоящемся состоянии, 2 - с выброшенной нитью; ядра окрашены в черный цвет).
Род Гидра - Hydra
Рис. Размножение Гидры.
Слева направо: Гидра с мужскими гонадами, Гидра с женскими гонадами, Гидра во время почкования.
Рис. Передвижение Гидры.
Передвигаются гидры, прикрепляясь к субстрату то подошвой, то ротовым конусом со щупальцами.
К классу гидроидных относят беспозвоночных водных стрекающих животных. В их жизненном цикле зачастую присутствуют, сменяя друг друга, две формы: полип и медуза. Гидроидные могут собираться в колонии, но нередки и одиночные особи. Обнаруживают следы гидроидных даже в докембрийских слоях, однако из-за крайней непрочности их тел поиск весьма затруднен.
Яркий представитель гидроидных - пресноводная гидра , одиночный полип. Ее тело имеет подошву, стебелек и длинные относительно стебелька щупальца. Передвигается она, словно художественная гимнастка, - при каждом шаге делает мостик и кувыркается через «голову». Гидра повсеместно используется в лабораторных опытах, ее способность к регенерации и высокая активность стволовых клеток, обеспечивающая «вечную молодость» полипу, подтолкнула немецких ученых к поиску и изучению «гена бессмертия».
Типы клеток гидры
1. Эпителиально-мускульные клетки формируют внешние покровы, то есть являются основой эктодермы . Функция этих клеток - сокращать тело гидры или делать его длиннее, для этого они имеют мускульное волоконце.
2. Пищеварительно-мускульные клетки расположены в энтодерме . Они приспособлены к фагоцитозу, захватывают и перемешивают частички пищи, попавшие в гастральную полость, для чего каждая клетка снабжена несколькими жгутиками. В целом жгутики и ложноножки помогают пище проникать из кишечной полости в цитоплазму клеток гидры. Таким образом, пищеварение у нее идет двумя способами: внутриполостным (для этого там есть набор ферментов) и внутриклеточным.
3. Стрекательные клетки расположены в первую очередь на щупальцах. Они многофункциональны. Во-первых, гидра с их помощью защищается - рыба, желающая съесть гидру, обжигается ядом и бросает ее. Во-вторых, гидра парализует захваченную щупальцами добычу. В стрекательной клетке содержится капсулка с ядовитой стрекательной нитью, снаружи расположен чувствительный волосок, который после раздражения дает сигнал к «выстрелу». Жизнь стрекательной клетки скоротечна: после «выстрела» нитью она гибнет.
4. Нервные клетки , вместе с отростками похожими на звезды, лежат в эктодерме , под слоем эпителиально-мускульных клеток. Самая большая концентрация их у подошвы и щупалец. При любом воздействии гидра реагирует, что является безусловным рефлексом. Есть у полипа и такое свойство как раздражимость. Вспомним также, что «зонтик» медузы окаймлен скоплением нервных клеток, а в теле находятся ганглии.
5. Железистые клетки выделяют клейкое вещество. Находятся они в энтодерме и способствуют перевариванию пищи.
6. Промежуточные клетки - круглые, очень маленькие и недифференцированные - лежат в эктодерме . Эти стволовые клетки бесконечно делятся, способны превращаться в любые другие, соматические (кроме эпителиально-мускульных) или половые и обеспечивают регенерацию гидры. Встречаются гидры, не имеющие промежуточных клеток (следовательно, стрекательных, нервных и половых), способные к бесполому размножению.
7. Половые клетки развиваются в эктодерме . Яйцеклетка пресноводной гидры снабжена ложноножками, которыми она захватывает соседние клетки вместе с их питательными веществами. Среди гидр встречается гермафродитизм , когда яйцеклетки и сперматозоиды формируются у одной особи, но в разное время.
Прочие особенности пресноводной гидры
1. Дыхательной системы гидры не имеют, дышат они всей поверхностью тела.
2. Кровеносная система не сформирована.
3. Пищей для гидр служат личинки водных насекомых, разнообразные мелкие беспозвоночные, рачки (дафнии, циклопы). Непереваренные остатки пищи, как и у других кишечнополостных, удаляются обратно через ротовое отверстие.
4. Гидра способна к регенерации , за которую отвечают промежуточные клетки. Даже изрезанная на фрагменты, гидра достраивает необходимые органы и превращается в нескольких новых особей.